劉雪松 高敏濤

摘 要：隨著地鐵運輸量的不斷增大，運行速度的不斷提高，對地鐵信號設(shè)備的安全性和可靠性的要求也要隨之提高。這就促使工作人員對地鐵信號聯(lián)鎖設(shè)備故障的診斷進行研究，目前信號設(shè)備故障可以通過計算機連鎖系統(tǒng)、區(qū)間自動控制系統(tǒng)以及電氣設(shè)備達到故障報警和自檢的功能，在故障報警、數(shù)據(jù)邏輯判斷以及地鐵信號狀態(tài)監(jiān)測中微機監(jiān)測作用巨大。而且，為了解決信號聯(lián)鎖設(shè)備進行故障診斷的問題，在地鐵所處環(huán)境和自身系統(tǒng)復(fù)雜的條件下，在地鐵信號聯(lián)鎖設(shè)備中應(yīng)用智能診斷技術(shù)和容錯控制技術(shù)較好地解決了這一問題。

關(guān)鍵詞：鐵道信號；聯(lián)鎖設(shè)備；故障診斷

一、鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷的方法

1.傳統(tǒng)型的故障診斷方法。根據(jù)技術(shù)人員掌握的故障機理的程度及經(jīng)驗，對存在的故障實施分析、判斷并處理。其方法主要包括以下集中：邏輯推理法、儀表測試法、優(yōu)選法、逐項排除法、比較法、調(diào)研法、斷線法、檢查法、校核法以及實驗分析法等。

2.信號處理法。通常是對型號模型進行利用，例如：函數(shù)、自回歸滑動平均、頻譜、小波變換等。對可測信號進行分析，將方差、頻率以及幅值等特征值進行提取，使得故障得以發(fā)現(xiàn)。該方法的運用具有簡單方便的優(yōu)勢。

3.模型解析法。其建立的診斷對象在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上進行精確，采用數(shù)理統(tǒng)計、函數(shù)解析等數(shù)學(xué)方法，處理診斷出被測信息。在實際診斷過程中，一般河南將被診斷對象的精確數(shù)學(xué)模型得到構(gòu)成，另外結(jié)合大型復(fù)雜設(shè)備的非線特點，對解析模型診斷法的范圍及使用效果造成了制約。

4.人工智能故障診斷方法。該診斷技術(shù)是運用遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)以及模糊邏輯等實施診斷，和其他傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合進行操作。形成以診斷對象實施狀態(tài)識別、預(yù)測以及故障辨識的智能化診斷系統(tǒng)。該診斷方法主要包括：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷法、專家系統(tǒng)故障診斷法、遺傳算法故障診斷法以及模糊邏輯故障診斷法等內(nèi)容。

二、故障診斷技術(shù)

1.機內(nèi)測試技術(shù)。機內(nèi)測試（Built-inTest，簡稱BIT）是一種顯著改善系統(tǒng)或設(shè)備測試性和診斷能力的重要技術(shù)手段力。根據(jù)其發(fā)展歷程，可分為兩種類型：常規(guī)BIT技術(shù)和智能BIT技術(shù)。常規(guī)BIT技術(shù)主要包括通用的BIT技術(shù)、數(shù)字電路BIT技術(shù)、模擬電路BIT技術(shù)。智能BIT通過在BIT的設(shè)計、檢測、診斷、決策等階段采用智能理論與技術(shù)，從各個層面提高BIT的綜合效能，以降低虛驚率，提高設(shè)備效能，減少使用維修費用。具有分層集成組織結(jié)構(gòu)的智能BIT，應(yīng)用于聯(lián)鎖設(shè)備故障的智能測試和診斷，有積極的研究價值。

2.檢測診斷智能化技術(shù)。采用基于VXI總線的/虛擬儀器0技術(shù)，充分利用計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、動態(tài)測試技術(shù)和信號處理技術(shù)構(gòu)成智能化檢測診斷系統(tǒng)，即測試系統(tǒng)的檢測方法和過程從激勵的產(chǎn)生到測試和診斷結(jié)果的輸出都做到智能化、數(shù)字化和可視化，對聯(lián)鎖設(shè)備（系統(tǒng)）各個組成部件進行實時檢測，以便提前發(fā)現(xiàn)問題，減少人為操作帶來的不穩(wěn)定性，提高檢測率。

3.遠程故障診斷技術(shù)。由于鐵路運輸速度的不斷提高、運輸量的日益增大，對鐵路信號設(shè)備的安全性和可靠性也隨之提出了更高的要求。對于個站來說，強化自監(jiān)測，自診斷，儲存記錄，圖像功能，實現(xiàn)遠程診斷。對于區(qū)域計算機連鎖系統(tǒng)（或以機車信號為主的行車指揮系統(tǒng)）來說，遠程故障診斷意義更大?？筛鶕?jù)整個區(qū)域連鎖系統(tǒng)（是采用調(diào)度集中監(jiān)督加集中連鎖方式實現(xiàn)的區(qū)域性計算機連鎖系統(tǒng)還是集中加分站連鎖方式實現(xiàn)區(qū)域性計算機連鎖控制）的特點，采用適當遠程診斷技術(shù)，實現(xiàn)遠程故障診斷，及時處理故障，保證行車安全，提高運輸效率。

三、鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷技術(shù)的實際應(yīng)用

1.故障診斷專家系統(tǒng)在鐵道運輸應(yīng)用比較廣。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有六個部分，這些部分中，知識庫與數(shù)據(jù)庫部分主要是用于故障信息的保存，知識庫里面的信息將用于推理機進行推理。推理機還會對推理后的信息進行加工處理，將處理好的測試信息通過顯示屏直接展示出來。故障被診斷的過程就是動態(tài)地將鐵路運輸過程中的各種信息進行綜合整理，然后根據(jù)處理后的信息分析鐵路運行的時候有沒有出現(xiàn)故障。若是分析出了故障，繼而就會分析出故障出現(xiàn)的具體位置和影響范圍，與此同時給出故障將導(dǎo)致的結(jié)果。工作人員將根據(jù)這些故障診斷信息及時進行故障的處理。待處理完故障，重復(fù)以上的故障診斷操作，繼續(xù)對鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備進行故障的排查。

2.故障樹的構(gòu)建。故障樹是為故障發(fā)現(xiàn)和診斷提供輔助性分析決策的一個重要工具。故障樹的原理，是首先對故障發(fā)生的各個因素進行統(tǒng)計分析，通過樹形的圖案表現(xiàn)出來。將各個系統(tǒng)和相關(guān)部件的影響可能性以及故障發(fā)生的可能原因組合，給分析者提供故障發(fā)生的各種可能的原因組合，起到幫助分析故障原因的效果。故障樹還提供了各種原因組合發(fā)生的不同概率，以幫助找出最可能引起故障的原因。

3.故障診斷系統(tǒng)。故障診斷系統(tǒng)是由各個應(yīng)用模塊組成的有機的診斷系統(tǒng)，其組成部分包括知識庫、數(shù)據(jù)中心、推理模型、解釋模塊、知識提取模塊和用戶操作入口等。故障診斷系統(tǒng)可以對各種故障發(fā)生情況進行自動評價和分析，診斷出故障原因。故障得到了有效的處理后，故障診斷系統(tǒng)還會對故障再次進行診斷，以確定故障真正得到了有效解決。

4.容錯問題的控制。故障診斷的最大目標就是實現(xiàn)故障的自動發(fā)現(xiàn)，鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷技術(shù)就從這個角度入手，提高了系統(tǒng)的可靠性和實用性，更提高了安全性。故障診斷技術(shù)一個重要的應(yīng)用就是容錯計算機的中央控制系統(tǒng)。容錯計算機通過信號連鎖，采用信息集成分析的模式來提高連鎖工作結(jié)果的可靠性。在容錯度方面，鐵道信號連鎖故障分析系統(tǒng)做到了最大的可能。所以可以說，鐵道信號連鎖故障分析診斷技術(shù)，通過對容錯性的有效控制，大大提高了故障診斷結(jié)果的可信度。

四、結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)快速發(fā)展，城市交通問題已日益突出，地鐵作為城市出行的首選交通工具，是我國未來經(jīng)濟建設(shè)研究的重點工程。保障地鐵運行時旅客的人身安全，達到國家對軌道交通系統(tǒng)建設(shè)和運營的要求。

參考文獻：

[1]李金文 淺談鐵路信號技術(shù)的發(fā)展 《中小企業(yè)管理與科技》-2011年第1期.

[2]韓臻 鐵路信號聯(lián)鎖設(shè)備的故障診斷 《中國高新技術(shù)企業(yè)》-2007年第12期.